Vorlesung des SFB
Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 606 wird eine Vorlesung angeboten: Verbrennung: Chemische Reaktionen, Transportphänomene, Technische Systeme
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Eintrag im Vorlesungsverzeichnis
A: Physikalisch- chemische Grundlagen (Bockhorn, Maas, Olzmann)
- Einführung (Bockhorn)
Was ist Verbrennung?
Moderne Anwendungsfelder der Verbrennung
Energieträger, Energieverbrauch, Energieumwandlung
- Thermodynamik technischer Verbrennung (Bockhorn)
Stoffumsatz bei Verbrennungsreaktionen
Enthalpieumsatz bei Verbrennungsreaktionen Reaktionsenthalpie, oberer und unterer Heizwert
Gleichgewichtszusammensetzung, kalorische und theoretische Verbrennungstemperatur
- Chemische Kinetik (Olzmann)
Gegenstand der chem. Kinetik
Definition der Reaktionsgeschwindigkeit
Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit: Zeitgesetze
Elementarreaktionen und Molekularität
Zeitgesetze von Elementarreaktionen Unimolekulare Reaktionen (inkl. k(T,P))
Bimolekulare Reaktionen (inkl. k(T,P))
Zusammengesetzte (komplexe) Reaktionen Reversible Reaktionen (inkl. k1,k-1 ↔ K)
Folgereaktionen (inkl. Quasistationarität)
Vorgelagertes Gleichgewicht (partielle Gleichgewichte)
- Verbrennungsrelevante Reaktionsmechanismen (Maas)
Radikalkettenreaktionen
Knallgasmechanismus
CO- Oxidation
Verbrennung höherer KW
Niedertemperaturoxidation
Methoden zur Analyse von Reaktionsmechanismen (Sensitivitätsanalyse, Reaktionspfade, Zeitskalen)
NOx- Bildung
Rußbildung
Unverbrannte KW
- Molekulare Transportprozesse (Maas)
Prinzip
Kinetische Gastheorie
Diffusion
Wärmeleitung
Viskosität
Thermodiffusion
Dufour-Effekt
- Anwendung: Laminare Flammen (Maas)
Prinzip einer vorgemischten Flamme, Flammengeschwindigkeit (Abhängigkeit von Brennstoff, Temperatur, Druck, Stöchiometrie)
Prinzip einer nicht vorgemischten Flamme, Mischungsbruchkonzept, Gemischt=Verbrannt- Annahme
B. Strömungsmechanik (Fröhlich, Koch, Maas, Magagnato, Rodi)
- Erhaltungsgleichungen (Magagnato)
Vorstellung des physikalischen Erhaltungsprinzips
Aufstellen der integralen Massenerhaltungsgleichung
Impulserhaltungsgleichungen
Energieerhaltungsgleichung
Transportgleichung für skalare Größen
Einführung der Tensor- bzw. Indexschreibweise
Transportgleichungen für chemische Reaktionen
Transportgleichungen für Zweiphasenströmungen
- Turbulenz (von Terzi)
Physik turbulenter Strömungen (Eigenschaften der Turbulenz, Erscheinungsformen, Spektren und Skalen der Turbulenzbewegung)
Übersicht Berechnungsmethoden (DNS, LES, RANS)
RANS Turbulenzmodelle
- DNS und LES (von Terzi)
Physik der Turbulenz und DNS
Large- Eddy- Simulation, Idee und Methode
Feinstrukturmodelle
Randbedingungen
Transport von Skalaren
LES für stumpfe Körper
Schlussbemerkungen
- Mehrphasenströmung (Koch, Magagnato)
Laminare Prozesse (Verdunstung von Tropfen)
Statistische Beschreibung von Sprays
Kopplung Spray mit Turbulenz
Modellierungsverfahren
- Kopplung Chemie Turbulenz (Maas)
Schließungsproblem für den chemischen Quellterm
Methoden zur Schließung
Assumed PDF
PDF- Transportgleichung
Flamelet- Modell
G- Gleichung